المناهج الدراسية
تسجيل الدخول

المناهج الدراسية

العلوم — الصف الثاني الإعدادي

الوحدة الأولى: المادة والطاقة

0/28

الوحدة الثانية: المادة والتفاعلات الكيميائية

0/21

الوحدة الثالثة: تدفق الطاقة في عمليتي البناء الضوئي والتنفس

0/14

الوحدة الرابعة: العمليات الجيولوجية

0/15
نص الدرس

الطاقة الداخلية ودرجة الحرارة

العلوم — الصف الثاني الإعدادي

الطاقة الداخلية ودرجة الحرارة

الطاقة الداخلية

الطاقة الداخلية

الطاقة الداخلية←للمادة هي مجموع طاقتي الحركة والوضع لجميع جزيئاتها. ويعني ذلك أن كل جزيء له طاقة حركة بسبب تحركه أو اهتزازه، وله طاقة وضع بسبب قوى التجاذب بينه وبين الجزيئات المجاورة له.
وجه المقارنةالفكرة الأساسيةكلمات مفتاحية
طاقة الحركةالطاقة التي تكتسبها الجزيئات بسبب حركتها أو اهتزازهاالطاقةتكتسبهاالجزيئاتبسبب
طاقة الوضع
  • الطاقة المرتبطة بموضع الجزيئات بالنسبة لبعضها
  • وتتأثر بقوى التجاذب بينها
الطاقةالمرتبطةبموضعالجزيئات
•
  • وتزداد الطاقة الداخلية لأي مادة إذا زادت طاقة حركة جزيئاتها أو تغير ترتيبها
  • كما يحدث عند تسخينها
وتزدادالطاقةالداخليةمادة
الطاقة الداخلية ودرجة الحرارة · 1 / 7
درجة الحرارة ومتوسط طاقة الحركة

درجة الحرارة ومتوسط طاقة الحركة

  • درجة الحرارة مقياس لمتوسط طاقة حركة جزيئات المادة. فإذا ارتفعت درجة الحرارة، زاد متوسط طاقة حركة الجزيئات، والعكس صحيح.
  • تقاس درجة الحرارة بمقياس سلسيوس بالدرجة °C، وفي الحسابات العلمية نستخدم مقياس كلفن بالوحدة K، وتعطى العلاقة:
  • T (K) = t (°C) + 273
درجة الحرارة بمقياس سلسيوس درجة الحرارة بمقياس كلفن
0 °C 273 K
27 °C 300 K
100 °C 373 K
  1. ولا تعتمد درجة الحرارة على عدد الجزيئات
  2. فالكوب الصغير من الماء المغلي له نفس درجة حرارة الإناء الكبير المملوء بالماء المغلي.
الطاقة الداخلية ودرجة الحرارة · 2 / 7
الفرق بين الطاقة الداخلية ودرجة الحرارة

الفرق بين الطاقة الداخلية ودرجة الحرارة

وجه المقارنة الطاقة الداخلية درجة الحرارة
التعريف مجموع طاقتي الحركة والوضع لكل الجزيئات مقياس لمتوسط طاقة حركة الجزيئات
تعتمد على كتلة المادة؟ نعم، تزيد بزيادة عدد الجزيئات لا تعتمد على الكتلة
وحدة القياس الجول (J) سلسيوس (°C) أو كلفن (K)
مثال←إناء كبير به 5 kg من الماء درجة حرارته 50 °C، له طاقة داخلية أكبر من كوب به 0.2 kg من الماء درجة حرارته 80 °C، لأن الإناء يحتوي على عدد أكبر كثيراً من الجزيئات، رغم أن الماء في الكوب أعلى في درجة الحرارة.
الطاقة الداخلية ودرجة الحرارة · 3 / 7
الحرارة النوعية وكمية الحرارة

الحرارة النوعية وكمية الحرارة

  • الحرارة النوعية لمادة هي كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة 1 kg منها بمقدار 1 °C. وتختلف الحرارة النوعية من مادة إلى أخرى، فالماء له حرارة نوعية كبيرة (4200 J/(kg·°C))، ولذلك يحتاج إلى حرارة كبيرة ليسخن، ويبرد ببطء.
  • تحسب كمية الحرارة المكتسبة أو المفقودة من القانون:
  • Q = m × c × ΔT
  1. Q كمية الحرارة بالجول (J).
  2. m الكتلة بالكيلوجرام (kg).
  3. c الحرارة النوعية بوحدة J/(kg·°C).
  4. ΔT الفرق بين درجة الحرارة النهائية والابتدائية.
الطاقة الداخلية ودرجة الحرارة · 4 / 7
أمثلة محلولة

أمثلة محلولة

المثال الأولما كمية الحرارة اللازمة لتسخين 2 kg من الماء من 20 °C إلى 45 °C؟ علماً أن c للماء = 4200 J/(kg·°C).
الحلΔT = 45 − 20 = 25 °C
Q = 2 × 4200 × 25 = 210000 J = 210 kJ
المثال الثانيقطعة من الحديد كتلتها 0.5 kg، ترتفع درجة حرارتها من 20 °C إلى 120 °C. احسب كمية الحرارة المكتسبة، علماً أن c للحديد = 450 J/(kg·°C).
الحلΔT = 120 − 20 = 100 °C

Q = 0.5 × 450 × 100 = 22500 J = 22.5 kJ

  • نلاحظ أن الحديد يحتاج إلى حرارة أقل بكثير من الماء لتسخين الكتلة نفسها بالمقدار نفسه، لأن حرارته النوعية أصغر.
  • المثال الثالث تحويل درجة الحرارة 27 °C إلى كلفن: T = 27 + 273 = 300 K. وإذا ارتفعت درجة حرارة الغرفة من 27 °C إلى 127 °C، فإن درجتها بمقياس كلفن تنتقل من 300 K إلى 400 K.
تجربة بسيطة←خلط كوب من الماء الساخن مع كوب من الماء البارد. تنتقل الحرارة من الماء الساخن إلى البارد حتى تتساوى درجتا الحرارة تقريباً، وهذا يبين أن الحرارة تنتقل دائماً من الجسم الأعلى في درجة الحرارة إلى الأقل.
الطاقة الداخلية ودرجة الحرارة · 5 / 7
أخطاء شائعة

أخطاء شائعة

وجه المقارنةالفكرة الأساسيةكلمات مفتاحية
الخطأالاعتقاد بأن الجسم الذي درجة حرارته أعلى له طاقة داخلية أكبر دائماً. الصحيح: الطاقة الداخلية تعتمد أيضاً على الكتلة وعدد الجزيئاتالاعتقادالجسمدرجةحرارته
الخطأ
  • الاعتقاد بأن درجة الحرارة تزداد بزيادة عدد الجزيئات. الصحيح: درجة الحرارة مقياس لمتوسط طاقة الحركة
  • ولا تعتمد على الكتلة
الاعتقاددرجةالحرارةتزداد
الخطأ
  • نسيان تحويل الجرام إلى كيلوجرام
  • أو نسيان أن ΔT هو الفرق في درجات الحرارة. الصحيح: حول الكتلة إلى kg قبل الحساب
  • واطرح الابتدائية من النهائية
نسيانتحويلالجرامكيلوجرام
الخطأالاعتقاد بأن الحرارة تنتقل من البارد إلى الساخن. الصحيح: الحرارة تنتقل تلقائياً من الأعلى درجة إلى الأقل درجةالاعتقادالحرارةتنتقلالبارد
الطاقة الداخلية ودرجة الحرارة · 6 / 7
ملخص الدرس

ملخص الدرس

  • الطاقة الداخلية هي مجموع طاقتي الحركة والوضع لجزيئات المادة.
  • درجة الحرارة مقياس لمتوسط طاقة حركة الجزيئات، ولا تعتمد على الكتلة.
  • الحرارة النوعية لمادة هي الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة 1 kg منها 1 °C.
  • كمية الحرارة تحسب من Q = m × c × ΔT.
  • T (K) = t (°C) + 273.
الطاقة الداخلية ودرجة الحرارة · 7 / 7